一種基于3位二進制全譯碼器的三相電源相序檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于3位二進制全譯碼器的三相電源相序檢測電路，三相同步檢測脈沖信號分別接至74LS138的3個地址輸入端，采用硬件電路對某相同步檢測脈沖信號上沿到來時所對應的3位2進制地址輸入代碼進行識別，由此檢測相序正確與否，當出現(xiàn)三相電源相序不正確時將報警并自動斷開三相電源。采用價格低廉、應用廣泛的集成電路，配以少量分立元器件，實現(xiàn)了相序正確與否的檢測與錯相自動報警與保護。
【專利說明】
一種基于3位二進制全譯碼器的三相電源相序檢測電路
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種三相電源相序檢測電路，特別是一種基于3位二進制全譯碼 器的三相電源相序檢測電路。
【背景技術】
[0002] 三相電源相序實時監(jiān)測及錯相報警與保護是確保光伏并網(wǎng)逆變器等可再生能源 并網(wǎng)發(fā)電變流器安全可靠運行的重要技術之一。當三相電源相序不正確時，應迅速報警和 自動切斷三相電源，以保護并網(wǎng)逆變器。
[0003] 雖然將三相同步檢測脈沖信號接至單片機或DSP的輸入接口，采用軟件算法可以 實現(xiàn)三相電源相序及缺相故障實時監(jiān)測，但消耗了單片機或DSP的軟硬件資源，增加了數(shù)字 控制器的負擔。隨著集成電路技術的發(fā)展及應用日益廣泛，采用以集成電路為核心的硬件 電路對三相電源相序進行實時監(jiān)測及錯相報警與保護具有實用價值。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于3位二進制全譯碼器的三相電源 相序檢測電路。
[0005] 為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：
[0006] 一種基于3位二進制全譯碼器的三線電源相序檢測電路，其特征在于:三相同步脈 沖信號Ua、Ub、Uc分別與譯碼器74LS138的1腳、2腳和3腳連接，譯碼器74LS138的4腳、5腳和8 腳接地，譯碼器74LS138的6腳接直流電源VCC，譯碼器74LS138的9腳與電阻R6-端連接，譯 碼器74LS138的16腳與直流電源VCC和電阻R4-端連接，電阻R6另一端與三極管VT1基極連 接，三極管VT1發(fā)射極接地，三極管VT1集電極和電阻R4另一端與電容C1 一端連接，電容C1另 一端與電阻R1 -端、電容C2-端、電阻R2-端和電阻R5-端連接，電阻R1和電阻R2的另一端 接地，電容C2的另一端接Ub，電阻R5另一端與三極管VT2基極連接，三極管VT2發(fā)射極接地并 與電容C3-端連接，三極管VT2集電極與電阻R3-端、電容C3另一端和集成比較器LM393的3 腳連接，電阻R3另一端、滑動變阻器W1的一端、電阻R7-端和集成比較器LM393的8腳與直流 電源VCC連接誒，滑動變阻器W1另一端接地，集成比較器LM393的2腳與滑動變阻器W1的滑片 連接，集成比較器LM393的4腳接地，電阻R7另一端與集成比較器LM393的1腳和電阻R8-端 連接，電阻R8另一端與三極管VT3基極連接，三極管VT3集電極與直流電源VCC連接，三極管 VT3發(fā)射極與電阻R9和電阻R10的一端連接，電阻R9的另一端與光電二極管VDF正極連接，光 電二極管VDF負極接地，電阻R10另一端與電解電容C2正極和三極管VT4基極連接，電解電容 C2負極和三極管VT4發(fā)射極接地，三極管VT4集電極與二極管D1正極和繼電器J 一端連接，二 極管D1負極和繼電器J另一端與電源VJ連接。
[0007] 進一步地，繼電器J選擇信號為JZX-22F (D) /4Z的直流繼電器。
[0008] 進一步地，電源VJ采用+12V的直流電源。
[0009] 進一步地，電容C1、C2均為O.OOlyF，電阻R1、R2均為100kQ，電容C3采用0.022yF與 o.lyF的獨石電容并聯(lián)。
[0010] 本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果:采用價格低廉、應用廣泛的集 成電路，配以少量分立元器件，實現(xiàn)了相序正確與否的檢測與錯相自動報警與保護。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本實用新型的一種基于3位二進制全譯碼器的三線電源相序檢測電路的示 意圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對 本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0013] 如圖所示，本實用新型的一種基于3位二進制全譯碼器的三線電源相序檢測電路， 其特征在于:三相同步脈沖信號Ua、Ub、Uc分別與譯碼器74LS138的1腳、2腳和3腳連接，譯碼 器74LS138的4腳、5腳和8腳接地，譯碼器74LS138的6腳接直流電源VCC，譯碼器74LS138的9 腳與電阻R6-端連接，譯碼器74LS138的16腳與直流電源VCC和電阻R4-端連接，電阻R6另 一端與三極管VT1基極連接，三極管VT1發(fā)射極接地，三極管VT1集電極和電阻R4另一端與電 容C1 一端連接，電容C1另一端與電阻R1-端、電容C2-端、電阻R2-端和電阻R5-端連接， 電阻R1和電阻R2的另一端接地，電容C2的另一端接Ub，電阻R5另一端與三極管VT2基極連 接，三極管VT2發(fā)射極接地并與電容C3-端連接，三極管VT2集電極與電阻R3-端、電容C3另 一端和集成比較器LM393的3腳連接，電阻R3另一端、滑動變阻器W1的一端、電阻R7-端和集 成比較器LM393的8腳與直流電源VCC連接誒，滑動變阻器W1另一端接地，集成比較器LM393 的2腳與滑動變阻器W1的滑片連接，集成比較器LM393的4腳接地，電阻R7另一端與集成比較 器LM393的1腳和電阻R8-端連接，電阻R8另一端與三極管VT3基極連接，三極管VT3集電極 與直流電源VCC連接，三極管VT3發(fā)射極與電阻R9和電阻R10的一端連接，電阻R9的另一端與 光電二極管VDF正極連接，光電二極管VDF負極接地，電阻R10另一端與電解電容C2正極和三 極管VT4基極連接，電解電容C2負極和三極管VT4發(fā)射極接地，三極管VT4集電極與二極管D1 正極和繼電器J 一端連接，二極管D1負極和繼電器J另一端與電源VJ連接。
[0014] 繼電器J選擇信號為JZX-22F(D)/4Z的直流繼電器。電源VJ采用+12V的直流電源。 電容C1、C2均為O.OOlyF，電阻R1、R2均為100kQ，電容C3采用0.022yF與O.lyF的獨石電容并 聯(lián)。
[0015] Ua、Ub、Uc為三相同步脈沖信號，其與三相電網(wǎng)之間可有一定的相位移，但該相位 移的值應固定，且三相一致。將三相同步檢測脈沖信號Uc、Ub、Ua分別接至74LS138的3個地 址輸入端六2^1^0，在不缺相時，1個工頻周期中，三相同步檢測脈沖信號共有6個有效的邏 輯狀態(tài)組合，對應的3位2進制地址輸入代碼分別為010、110、100、101、001、011，每隔60°將 改變1次，改變的順序由三相電源相序決定:若相序正確，則依次改變的順序為:010、110、 100、101、001、011、010、……；若相序錯相，則依次改變的順序為：〇1〇、〇11、〇〇1、1〇1、1〇〇、 110、010、……J4LS138的3個選通端3 1、炙、尾的邏輯狀態(tài)組合為1、0、0,故對應每一個3位 2進制地址輸入代碼，8個譯碼輸出端中，均有1個為低電平，其余為高電平。對應3位2進制地 址輸入代碼〇 1 〇、1 1 〇、1 〇 〇、1 〇 1、〇 〇 1、〇 1 1，為低電平的譯碼輸出端分別為 旯、巧、$、寫、寫、因此，視相序正確與否，某相同步檢測脈沖信號上沿到來時所對 應的3位2進制地址輸入代碼不同，出現(xiàn)有效電平信號(低電平)的譯碼輸出端相應不同。以B 相同步脈沖信號為例，當其上沿到來時，若相序不正確，對應的3位2進制地址輸入代碼為 110，F(xiàn),、由高電平跳變?yōu)榈碗娖?若相序正確，與B相同步脈沖上沿對應的3位2進制地址輸入 代碼為〇11，罵由高電平跳變?yōu)榈碗娖剑鴮懸獪驜相同步脈沖上沿120。才會由高電平跳變 為低電平，圖1電路正是根據(jù)B相同步脈沖上沿到來時所對應的3位2進制地址輸入代碼取決 于相序這一特點進行相序識別。€經(jīng)晶體管VT1構成的非門得到其邏輯非信號Y 6，Y6經(jīng)C1、R1 微分電路的輸出與B相同步脈沖經(jīng)C2、R2微分電路的輸出接至同一點Q1。若相序不正確，Y6 的微分信號與B相同步脈沖的微分信號同時出現(xiàn)，因此在1個工頻周期中，Q1點僅有一個正 向尖脈沖;若相序正確，Y6的微分信號要滯后B相同步脈沖的微分信號120°才出現(xiàn)，因此在1 個工頻周期中，Q1點將出現(xiàn)兩個有間隔的正向尖脈沖。而Q1點的信號為驅動晶體管VT2基極 的控制信號，當VT2導通時，電容C3迅速通過VT2放電，電容C3兩端電壓即Q2點對地電壓迅速 下降。因此，在1個工頻周期中，相序正確時C3放電次數(shù)要較錯相時多1次，故C3兩端電壓在 相序正確時較相序不正確時要小，通過合理選擇電阻R3和電容C3的參數(shù)，可使兩者有較大 的區(qū)分度。將Q2點信號接至集成電壓比較器LM393的同相輸入端3腳，通過調(diào)整反相輸入端2 腳參考電壓Vref的大小，使在1個工頻周期中，相序正確時C3兩端電壓始終小于Vref，而相序 不正確時存在一定的C3兩端電壓大于V REF的區(qū)間。故相序正確時，比較器輸出端1腳始終為 低電平，晶體管VT3、VT4因無正向驅動控制信號而截止，發(fā)光二極管VDF不發(fā)光，繼電器J不 動作;相序不正確時，比較器輸出端1腳輸出一定寬度的高電平脈沖，驅動VT3，發(fā)光二極管 VDF點亮報警，同時比較器輸出端1腳的高電平脈沖經(jīng)VT3同相放大后輸出，再經(jīng)阻容低通濾 波后驅動VT4，使繼電器J得電工作，J的常閉接點打開，自動切斷三相電源。
[0016]本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本實用新型所作的舉例說明。本實用新型 所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方 式替代，只要不偏離本實用新型說明書的內(nèi)容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應 屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種基于3位二進制全譯碼器的三相電源相序檢測電路，其特征在于:三相同步脈沖 信號Ua、Ub、Uc分別與譯碼器74LS138的1腳、2腳和3腳連接，譯碼器74LS138的4腳、5腳和8腳 接地，譯碼器74LS138的6腳接直流電源VCC，譯碼器74LS138的9腳與電阻R6-端連接，譯碼 器74LS138的16腳與直流電源VCC和電阻R4-端連接，電阻R6另一端與三極管VTl基極連接， 三極管VTl發(fā)射極接地，三極管VTl集電極和電阻R4另一端與電容Cl 一端連接，電容Cl另一 端與電阻Rl-端、電容C2-端、電阻R2-端和電阻R5-端連接，電阻Rl和電阻R2的另一端接 地，電容C2的另一端接Ub，電阻R5另一端與三極管VT2基極連接，三極管VT2發(fā)射極接地并與 電容C3-端連接，三極管VT2集電極與電阻R3-端、電容C3另一端和集成比較器LM393的3腳 連接，電阻R3另一端、滑動變阻器Wl的一端、電阻R7-端和集成比較器LM393的8腳與直流電 源VCC連接誒，滑動變阻器Wl另一端接地，集成比較器LM393的2腳與滑動變阻器Wl的滑片連 接，集成比較器LM393的4腳接地，電阻R7另一端與集成比較器LM393的1腳和電阻R8-端連 接，電阻R8另一端與三極管VT3基極連接，三極管VT3集電極與直流電源VCC連接，三極管VT3 發(fā)射極與電阻R9和電阻RlO的一端連接，電阻R9的另一端與光電二極管VDF正極連接，光電 二極管VDF負極接地，電阻RlO另一端與電解電容C2正極和三極管VT4基極連接，電解電容C2 負極和三極管VT4發(fā)射極接地，三極管VT4集電極與二極管Dl正極和繼電器J 一端連接，二極 管Dl負極和繼電器J另一端與電源VJ連接。2. 按照權利要求1所述的基于3位二進制全譯碼器的三相電源相序檢測電路，其特征在 于:所述繼電器J選擇信號為JZX-22F (D) /4Z的直流繼電器。3. 按照權利要求1所述的基于3位二進制全譯碼器的三相電源相序檢測電路，其特征在 于:所述電源VJ采用+12V的直流電源。4. 按照權利要求1所述的基于3位二進制全譯碼器的三相電源相序檢測電路，其特征在 于:所述電容Cl、C2均為0.0 OlyF，電阻Rl、R2均為IOOk Ω，電容C3采用0.022yF與0.1 yF的獨 石電容并聯(lián)。
【文檔編號】G01R29/18GK205594081SQ201620153715
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】王宏華, 王成亮, 許煥清, 范立新, 戴鋒, 魏旭, 蔣泉, 蔣一泉
【申請人】江蘇方天電力技術有限公司, 河海大學, 國網(wǎng)江蘇省電力公司, 國家電網(wǎng)公司